Atajos de análisis de circuitos

Poco a poco estoy aprendiendo a analizar los circuitos, pero me pregunto si mis objetivos no son realistas. Mi razón principal es ayudarme a reparar las placas de circuitos que encuentro en mi línea de trabajo. (Reparo el equipo de operación con monedas) A veces, la mayoría de la información que puedo encontrar son esquemas si tengo suerte y, por lo general, carecen de detalles cuando se trata de voltajes y lecturas de alcance. Me gustaría poder calcular los voltajes en cualquier nodo y comprender qué componentes podrían ser malos si obtengo un voltaje más bajo, voltaje cero, voltaje más alto o voltaje de suministro en cualquier nodo en particular. Principalmente tensiones de CC, pero las señales de CA también serían útiles. La mayoría de los libros de análisis de circuitos enseñan desde el punto de vista de la ingeniería, pero mi objetivo no es tan grandioso, solo quiero hacer esto para trabajos de reparación.

¿Pueden las personas mirar esquemas, como los que he adjuntado, y calcular estos voltajes sin una computadora, o mucho tiempo con un papel, lápiz y calculadora? ¿Puedes resolver mentalmente los voltajes de una manera rápida? No necesito exactamente, solo lo suficientemente cerca para ver que hay un problema. Si esto se puede hacer, ¿hay maneras de aprender este método? También parece que la mayoría de los libros desglosan partes de estos esquemas, pero no veo muchos que funcionen a través de un esquema completo que muestre el proceso de pensamiento involucrado. ¿Hay algún libro o sitio que haga este tipo de cosas?

No existe un método general para analizar un circuito a partir de un esquema. Cada pieza es algo que descubres a medida que avanzas. No hay sustituto para eventualmente entender lo que el circuito está tratando de hacer y, por lo tanto, el propósito de cada parte. Afortunadamente, la mayoría de los circuitos grandes son en realidad una colección de bloques más pequeños, de modo que los bloques pueden analizarse por separado. Una vez que se comprenden sus funciones, se convierten en componentes de los bloques en el siguiente nivel superior. Dividir algo en una jerarquía de subsistemas es una buena manera de analizar casi cualquier cosa grande, y es probable que se haya diseñado un circuito complejo en primer lugar. En última instancia, debes meterte en la cabeza del diseñador.

Con experiencia, reconocerá algunos bloques rápidamente porque ha analizado algo similar antes. Conoces su propósito y no tienes que profundizar en cada detalle. También tenga en cuenta que los ingenieros varían en calidad. El hecho de que se dibuje un esquema y un producto realmente construido no significa que se diseñó bien. He visto que se producen cosas bastante horrendas. Estos serían propensos a fallar fácilmente fuera de las condiciones nominales, serían generalmente escamosos o lo que sea. Todo lo que realmente sabe es que el producto funciona la mayor parte del tiempo cerca de las condiciones nominales previstas. Más allá de eso, sé un poco escéptico.

Por supuesto, este es un problema común, por lo que las cosas que se deben reparar en el campo deben tener un "manual de servicio". Esto le dará al esquema, a veces una pequeña teoría de operación, y lo más importante, una tabla de resolución de problemas. Como parece estar haciendo esto profesionalmente, debería poder obtener los manuales de servicio.

Como ejemplo, aquí hay un análisis rápido del bloque superior izquierdo de su esquema:

Debería poder ver de inmediato este es el bloque de entrada de alimentación. Por lo menos, dice "Entrada de CA" a la izquierda. Básicamente, hay dos bloques de alimentación de entrada de CA comunes. Los antiguos ejecutan la entrada de CA en un gran transformador de hierro que funciona a la frecuencia de la línea de alimentación. Eso tendrá un secundario, a menudo con múltiples tomas, para producir los voltajes más bajos que luego se rectifican y filtran para hacer los suministros de CC no regulados. El tipo más moderno de onda completa rectifica la línea de CA. Esta CC se corta a alta frecuencia y se ejecuta a través de un transformador mucho más pequeño para hacer la CA para los suministros de CC regulados aproximadamente.

Debería ser inmediatamente obvio que esta entrada de CA es del segundo tipo. Los cuatro diodos en el medio están dispuestos en un clásico puente de onda completa.configuración. Vea la forma de diamante hecha por 4 diodos un poco a la derecha del centro. Ese es un patrón que sus ojos captarán rápidamente con un poco de experiencia. Si nunca ha visto uno antes, piense un poco y vea cómo funciona. Una vez que haya hecho eso, debería poder reconocer rápidamente un puente de onda completa la próxima vez que vea uno. El puente de onda completa también divide muy bien el circuito en la parte de CA a la izquierda y la parte de CC a la derecha. Una vez más, T5 debería aparecer como un filtro de balun clásico, que es algo que debería esperar ver en este tipo de bloque de entrada de CA. El resto de la basura que queda del balun que puede asumir es para el filtrado y la supresión de picos con pocas razones para analizarlo en detalle.

Hay un lindo truco aquí que vale la pena señalar y archivar para futuras referencias. Tenga en cuenta el interruptor de 230V / 115V en la parte superior. Analice el circuito con el interruptor en la posición de 230V primero. En ese modo, se trata de un puente básico de onda completa que cargará la combinación de C5 y C6 a la magnitud de la diferencia de voltaje máximo entre las entradas L y N. Hasta aquí todo bien. Ahora, mentalmente, coloque el interruptor en la posición de 115V y piense en lo que está sucediendo con mucho cuidado. Debería estudiar esto en detalle usted mismo, pero muy brevemente ahora hay una bomba de carga en marcha para que aparezca más y menos la magnitud máxima entre C5 y C6. Esto dará como resultado aproximadamente el mismo voltaje de CC con una entrada de 115 V que con una entrada de 230 V y el interruptor en la otra posición.

Este método es una especie de híbrido entre lo antiguo y lo nuevo. Los circuitos de entrada de alimentación de CA más modernos solo rectifican la onda completa y se encargan del rango más amplio resultante de CC ajustando cómo se corta para impulsar el transformador de potencia de alta frecuencia interno. Las fuentes de alimentación diseñadas más recientemente ahora cuentan con una "entrada de alimentación universal", generalmente de 90-260 voltios a 50-60 Hz, que cubre la alimentación de pared en todo el mundo.

Por lo tanto, debe tener aproximadamente 325 V en total, con aproximadamente la mitad de eso (aproximadamente 160 V) en cada C5 y C6.

No voy a recorrer todo el circuito, pero así es como se procede. Vaya bloque por bloque, teniendo en cuenta el problema general que el diseñador estaba tratando de abordar, y que el diseñador era solo humano y que el circuito que ve es probablemente "lo suficientemente bueno" pero no necesariamente un ejemplo de diseño excelente.